基于項(xiàng)目化+BOPPPS 混合模式下《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)改革研究

馬少騰，肖 萍，張 佳，佟靈茹，宋 丹，劉銀萍，劉 洋

（新疆工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830023）

0 引言

在工業(yè)4.0 和“新工科”背景下，社會要求學(xué)校培養(yǎng)的工程人才具有廣博的通識知識、寬厚的學(xué)科基礎(chǔ)知識和精深的專業(yè)技能[1-2]，實(shí)質(zhì)為綜合通識教育基礎(chǔ)上的寬口徑、個性化人才培養(yǎng)模式，在《數(shù)控技術(shù)》課程中要求學(xué)生在具有較為廣泛的理論基礎(chǔ)的同時具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力。但是隨著各大高校根據(jù)國家教育政策改革實(shí)行“大類招生、專業(yè)分流”，課程的課時數(shù)縮減和人才培養(yǎng)更新等問題凸顯出來，教學(xué)過程中的實(shí)施環(huán)節(jié)改革迫在眉睫[3]。

BOPPPS 模型最早由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的DouglasKerr提出[4-5]，包含引入階段、目標(biāo)階段、前測階段、參與式學(xué)習(xí)階段、后測階段及總結(jié)階段6個部分。該模式是教師在課堂上組織教學(xué)的有效形式，表現(xiàn)為學(xué)生主動和自發(fā)性學(xué)習(xí)，符合“大類招生，專業(yè)分流”模式下以學(xué)生為中心的原則，教師將成為課堂中的引導(dǎo)者。因此，將該模式中的6個元素引入到《數(shù)控技術(shù)》課程中可以有效解決《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)面臨的問題。

1 《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)面臨的問題

1.1 專業(yè)知識聯(lián)系不緊密

機(jī)械大類專業(yè)的學(xué)生入學(xué)后課程涉及面較為廣泛，針對前期的專業(yè)基礎(chǔ)課采用的是大類教學(xué)方式，重知識面，缺乏專業(yè)工程圖樣、加工工藝分析和引導(dǎo)[6]，而《數(shù)控技術(shù)》課程是分流培養(yǎng)中不可缺少的一門專業(yè)必修課，該課程注重基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐。因此，《數(shù)控技術(shù)》專業(yè)課與前期的專業(yè)基礎(chǔ)課（如《機(jī)械制圖》課程和《金屬工藝學(xué)》課程）聯(lián)系不緊密，給《數(shù)控技術(shù)》課程學(xué)習(xí)造成了一定的困難。

1.2 授課內(nèi)容多，課時量少

《數(shù)控技術(shù)》課程主要培養(yǎng)目標(biāo)是通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的結(jié)構(gòu)和工作原理等基本信息，掌握數(shù)控車床以及數(shù)控銑床基本編程能力，為學(xué)習(xí)其他課程和將來從事數(shù)控技術(shù)方面的工程設(shè)計與開發(fā)打好必要的基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)的授課課時安排為理論講授28 個學(xué)時，實(shí)踐學(xué)時為6 個學(xué)時，共計34個學(xué)時，課時數(shù)較少，教師在授課時很難根據(jù)人才培養(yǎng)方案以及課程大綱要求學(xué)生掌握全部學(xué)習(xí)內(nèi)容，只能有選擇性地分內(nèi)容分課時講解，影響授課質(zhì)量。

1.3 課程考核方式單一，檢測學(xué)習(xí)效果方法不合理

目前，《數(shù)控技術(shù)》課程主要考核方式分為期末考試和平時成績兩部分。期末考試以卷面的形式考核學(xué)生的理論知識掌握情況，受考試條件的影響，考試的內(nèi)容受一定的限制，平時成績也主要由作業(yè)和考勤構(gòu)成，僅僅依靠卷面考試、作業(yè)及考勤很難反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)效果。

2 項(xiàng)目化+BOPPPS 混合模式的課程改革實(shí)施方案

2.1 課程內(nèi)容項(xiàng)目化

由于傳統(tǒng)的授課章節(jié)聯(lián)系不緊密，又因?yàn)椤按箢愓猩闭呦碌膶I(yè)基礎(chǔ)課采用合班授課的方式，使得專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)必修課之間的聯(lián)系不緊密，無法適應(yīng)《數(shù)控技術(shù)》的課程建設(shè)[7-8]。因此，將數(shù)控技術(shù)課程的授課內(nèi)容項(xiàng)目化，加強(qiáng)課程之間的聯(lián)系，并增加學(xué)時數(shù)，即理論學(xué)時為24 個學(xué)時，實(shí)踐學(xué)時40 個學(xué)時（其中上機(jī)操作20 個學(xué)時，實(shí)訓(xùn)工廠實(shí)際加工20 個學(xué)時），合計總學(xué)時數(shù)為64 個學(xué)時。所有的教學(xué)內(nèi)容分為4 大模塊，每個模塊根據(jù)人才培養(yǎng)方案分配不同學(xué)時數(shù)的子任務(wù)，具體劃分如圖1。

圖1 課程項(xiàng)目化

2.2 BOPPPS 模式課程融合

2.2.1 B（Bridge- in）—引入階段

為了讓學(xué)生能夠快速融入課堂，通過學(xué)習(xí)通、雨課堂等平臺提前線上發(fā)布當(dāng)次課程的PPT、預(yù)習(xí)任務(wù)以及學(xué)完本次課程后需要掌握的項(xiàng)目任務(wù)。教師通過設(shè)置學(xué)習(xí)時間可以在規(guī)定的時間內(nèi)完成課前預(yù)習(xí)。上課時通過預(yù)習(xí)中的問題或者項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行引入，能夠快速吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的積極性。

例如在“車削編程循環(huán)”子任務(wù)中，項(xiàng)目任務(wù)發(fā)布一道關(guān)于企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的軸類零件，上課中播放一段此軸的數(shù)控加工視頻，以其為引，通過快速討論（時間控制在1 分鐘以內(nèi)），以提問的方式逐步引入G71、G70 指令，進(jìn)行先粗后精的加工順序。

2.2.2 O（Objective）—教學(xué)目標(biāo)階段

引入課程后提出本次課程的教學(xué)目標(biāo)，明確知識能力目標(biāo)以及思想政治目標(biāo)，使學(xué)生清楚明了自己這節(jié)課完成目標(biāo)的情況并對課程的項(xiàng)目任務(wù)起到自查作用。

例如“螺紋加工”子任務(wù)的教學(xué)目標(biāo)，知識能力目標(biāo)為掌握車床G32、G92、G76 指令，思想政治目標(biāo)為螺紋加工時刀具的角度選取直接體現(xiàn)我國國人精益求精的工匠精神。

2.2.3 P（Pre- assessment）—前測階段

前測階段可以通過小游戲或者問答、小測等形式開展，主要是測驗(yàn)上一節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的掌握情況以及學(xué)生課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的實(shí)際水平，使教師能夠更好的掌握課堂教學(xué)。

例如，在“數(shù)控編程基礎(chǔ)知識”子任務(wù)中提出“數(shù)控機(jī)床的分類方式有什么”的問題，按照小組搶答的形式回答，對回答全面的小組給予鼓勵。

2.2.4 P（Participatory Learning）—參與式學(xué)習(xí)階段

參與式學(xué)習(xí)階段是整個BOPPPS 教學(xué)模式的核心，主要提倡自主學(xué)習(xí)，從被動接收知識的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)的狀態(tài)，該環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了教學(xué)的交互性。

例如在“數(shù)控車床加工綜合編程實(shí)例”子任務(wù)中針對車削循環(huán)加工的方式給出一道例題，以小組形式寫出加工程序。因?yàn)榧庸し绞讲晃ㄒ?，針對粗加工存在同時運(yùn)用G71、G72、G73 指令編程的情況，因此各小組寫完程序后大家可針對每組寫的程序進(jìn)行討論，教師可以提問哪種程序加工效率最高，哪種程序加工質(zhì)量最高等，使學(xué)生不僅會編寫程序還會對寫完的程序進(jìn)行找錯或者優(yōu)化，做到深層次學(xué)習(xí)與理解。

2.2.5 P（Post- assessment）—后測階段

后測階段通過學(xué)習(xí)通、雨課堂等平臺發(fā)布作業(yè)、通過測試和分組任務(wù)等來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。在后測階段中學(xué)生可以對所掌握的知識進(jìn)行再學(xué)習(xí)、再鞏固和再檢測，了解自我的學(xué)習(xí)情況，教師也能通過平臺后測結(jié)果數(shù)據(jù)掌握情況，對學(xué)習(xí)效果不佳的學(xué)生進(jìn)行督促和輔導(dǎo)。

例如在“數(shù)控車床仿真加工操作”子任務(wù)中，可以通過平臺布置一短軸加工的作業(yè)并進(jìn)行錄像上傳，通過觀看視頻和程序來判斷學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況以及學(xué)生在編程中慣用的編程方式。

2.2.6 S（Summary）—總結(jié)階段

總結(jié)階段主要?dú)w納梳理本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容，布置課后作業(yè)，針對本節(jié)課目標(biāo)達(dá)成程度進(jìn)行分析，引出下節(jié)課的內(nèi)容并提出新的展望。

例如，在“數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)”子任務(wù)中可以通過布置制作思維導(dǎo)圖圖紙的方式來判斷學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況。

2.3 課程考核方式和教學(xué)效果評價

針對課程考核方式單一，檢測學(xué)習(xí)效果方法不合理等問題制定新的課程評價標(biāo)準(zhǔn)?？己朔绞讲捎眠^程性考核和期末考試考核相結(jié)合的方式，過程性考核和期末考試考核按照4:6 的比例相結(jié)合。過程性考核方式如表1，由于課程內(nèi)容項(xiàng)目化，所以可根據(jù)項(xiàng)目課時分配權(quán)重比，制定相應(yīng)的成績比重。期末考試考核也可調(diào)整為筆試和實(shí)操相結(jié)合，筆試占期末考試的40%，實(shí)操包括仿真和實(shí)際加工，二者各占30%。

表1 過程性考核評價標(biāo)準(zhǔn)

3 BOPPPS 模式與《數(shù)控技術(shù)》課程的融合效果

根據(jù)上述課程改革方案，針對新疆工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院2019 級機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生完成所有《數(shù)控技術(shù)》課程內(nèi)容（包括課程評價考核），與2018 級采用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行對比成績與滿意度統(tǒng)計如表2。

表2 課程改革前后對比

由表2數(shù)據(jù)可知，基于項(xiàng)目化+BOPPPS混合教學(xué)模式班級的平均分和及格率均高于傳統(tǒng)教學(xué)班且學(xué)生的滿意度有所提升，并且學(xué)生表示通過這種教學(xué)方法可以將理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系在一起，能夠?qū)I(yè)知識應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，提高了學(xué)習(xí)興趣。

4 結(jié)束語

“大類招生，分流培養(yǎng)”是高等教育發(fā)展的趨勢，而課程是實(shí)施教育活動的重要載體，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的基本途徑，是決定教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，因此《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)改革勢在必行。在以學(xué)生為中心的教學(xué)模式中，教師在教學(xué)過程中起引導(dǎo)作用，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自發(fā)性和主動性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力，最終為企業(yè)和社會培養(yǎng)出專業(yè)知識扎實(shí)，具備工程意識、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和工匠精神的多元化應(yīng)用型人才。